JP2019143585A - Centrifugal pump - Google Patents

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Abstract

To provide a centrifugal pump capable of suppressing intrusion of foreign matter, without impairing a high place or long distance transfer function for liquid lifting as a high lifting pump.SOLUTION: A centrifugal pump 1 has an impeller 10 rotating around a predetermined axis, and a pump casing 11 housing the impeller 10. Between an outer peripheral part 103 of the impeller 10 and an opposite part 15 of the pump casing 11 facing the outer peripheral part 103, an annular gap AG is formed. In the annular gap AG, the dimension of a gap in a radial direction of the impeller 10 continuously decreases, increases, or increases after decreasing from a front surface 10a side to a back surface 10b side in an axis direction of the impeller 10.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、遠心ポンプに関するものである。   The present invention relates to a centrifugal pump.

周知のように、遠心ポンプでは高揚程化等に伴い、ポンプケーシング内周面と羽根車外周との間に形成される環状隙間(側方クリアランス)が狭められた構造となっている。しかし、高揚程化等に対応させて側方クリアランスを狭くすれば、例えば汚水中では異物の噛み込みによる羽根車拘束(ロック)事故が問題となる。また、異物の噛み込みを生じさせないため側方クリアランスを大きくすれば、高揚程ポンプとしての揚液の高所或いは長距離移送機能が損われることになる。   As is well known, the centrifugal pump has a structure in which an annular gap (side clearance) formed between the inner peripheral surface of the pump casing and the outer periphery of the impeller is narrowed with an increase in head height. However, if the side clearance is made narrower in response to an increase in the head height, for example, in sewage, an impeller restraint (lock) accident due to the biting of foreign matter becomes a problem. Further, if the lateral clearance is increased in order not to cause foreign matter to be caught, the height of the pumped liquid or the long-distance transfer function as the high head pump is impaired.

このため、下記特許文献1に記載された遠心ポンプでは、ポンプケーシングの内周面上方部と、前記羽根車のシュラウド外周面との対向面間に狭小な環状隙間を保有させ、ポンプケーシングの内周面上方部および羽根車のシュラウド外周面の双方またはいずれか一方に羽根車の回転方向に沿って巻き下がる螺子溝が刻設されている、という構成を採用している。このような螺子溝を刻設することで、環状隙間に下方向の流れを形成し、異物の噛み込みを抑制することができる。   For this reason, in the centrifugal pump described in Patent Document 1 below, a narrow annular gap is held between the upper surface of the inner peripheral surface of the pump casing and the surface facing the outer peripheral surface of the shroud of the impeller. A configuration is adopted in which a screw groove that is rolled down along the rotation direction of the impeller is formed in both or one of the upper portion of the peripheral surface and the outer peripheral surface of the shroud of the impeller. By engraving such a screw groove, it is possible to form a downward flow in the annular gap and suppress foreign matter biting.

特開2005−240629号公報JP-A-2005-240629

しかしながら、遠心ポンプの中では、部品加工精度等の影響で、ポンプケーシングの中心と羽根車の中心がずれ、環状隙間の隙間寸法が均等にならないものが存在する。そうすると、環状隙間のうち隙間寸法が広いところから異物が入り込み、入った異物が羽根車の回転に伴って環状隙間のうち隙間寸法が狭いところに移動し、クサビ状に噛み込んでしまう場合がある。この異物が、上記螺子溝が刻設されていない羽根車とポンプケーシングとの平行な部分で噛み込んでしまうと、異物が自然に外れることは無く、ポンプの分解が必要となる、という問題がある。   However, among centrifugal pumps, there are some centrifugal pumps whose center of the pump casing is not aligned with the center of the impeller due to the effects of parts processing accuracy and the like, and the gap size of the annular gap is not uniform. As a result, foreign matter may enter from the annular gap having a large gap size, and the foreign matter may move to the narrow gap portion of the annular gap as the impeller rotates and bite in a wedge shape. . If this foreign matter gets caught in the parallel part of the impeller and the pump casing where the screw groove is not engraved, the foreign matter will not come off naturally and the pump must be disassembled. is there.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高揚程ポンプとしての揚液の高所或いは長距離移送機能を損うことなく、異物の噛み込みを抑制することができる遠心ポンプの提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is a centrifugal pump that can suppress the biting of foreign matter without impairing the height of a pumped liquid or a long-distance transfer function as a high head pump. For the purpose of provision.

(1)本発明の一態様に係る遠心ポンプは、所定軸回りに回転する羽根車と、前記羽根車を収容するポンプケーシングと、を有する遠心ポンプであって、前記羽根車の外周部と、該外周部と対向する前記ポンプケーシングの対向部と、の間に、環状隙間が形成され、前記環状隙間は、前記羽根車の軸方向における表面側から裏面側にかけて、前記羽根車の径方向における隙間寸法が連続的に減少、増加、または、減少後増加している。   (1) A centrifugal pump according to an aspect of the present invention is a centrifugal pump having an impeller that rotates about a predetermined axis and a pump casing that houses the impeller, and an outer peripheral portion of the impeller; An annular gap is formed between the outer peripheral part and the facing part of the pump casing, and the annular gap extends in the radial direction of the impeller from the front side to the back side in the axial direction of the impeller. The gap size is continuously decreasing, increasing, or increasing after decreasing.

(2)上記(1)に記載された遠心ポンプであって、前記羽根車の外周部及び前記ポンプケーシングの対向部の少なくともいずれか一方側に、前記環状隙間を形成する面取り部が形成されていてもよい。
(3)上記(2)に記載された遠心ポンプであって、前記面取り部は、前記羽根車の外周部の前記表面側及び前記裏面側の少なくともいずれか一方側に形成されていてもよい。
(4)上記(2)または(3)に記載された遠心ポンプであって、前記面取り部は、前記ポンプケーシングの対向部の前記表面側及び前記裏面側の少なくともいずれか一方側に形成されていてもよい。
(5)上記(2)〜(4)に記載された遠心ポンプであって、前記面取り部は、前記羽根車の外周部の前記表面側及び前記裏面側のいずれか一方側と、前記ポンプケーシングの対向部の前記表面側及び前記裏面側のうち前記一方側と異なる他方側に形成されていてもよい。
(6)上記(5)に記載された遠心ポンプであって、前記面取り部が形成された前記羽根車の外周部及び前記ポンプケーシングの対向部には、鈍角部が形成されていてもよい。
(2) In the centrifugal pump described in (1) above, a chamfered portion that forms the annular gap is formed on at least one of the outer peripheral portion of the impeller and the opposed portion of the pump casing. May be.
(3) In the centrifugal pump described in (2) above, the chamfered portion may be formed on at least one of the front surface side and the back surface side of the outer peripheral portion of the impeller.
(4) In the centrifugal pump described in the above (2) or (3), the chamfered portion is formed on at least one of the front surface side and the back surface side of the facing portion of the pump casing. May be.
(5) The centrifugal pump described in (2) to (4) above, wherein the chamfered portion includes one of the front surface side and the back surface side of the outer peripheral portion of the impeller, and the pump casing. It may be formed on the other side different from the one side among the front surface side and the back surface side of the facing portion.
(6) In the centrifugal pump described in the above (5), an obtuse angle portion may be formed in an outer peripheral portion of the impeller in which the chamfered portion is formed and a facing portion of the pump casing.

上記本発明の態様によれば、高揚程ポンプとしての揚液の高所或いは長距離移送機能を損うことなく、異物の噛み込みを抑制することができる遠心ポンプを提供できる。   According to the above aspect of the present invention, it is possible to provide a centrifugal pump capable of suppressing the biting of foreign matter without impairing the height of the pumped liquid or the long-distance transfer function as the high head pump.

一実施形態に係る遠心ポンプの断面図である。It is sectional drawing of the centrifugal pump which concerns on one Embodiment. 図1に示す矢視A−A図である。It is an arrow AA figure shown in FIG. 一実施形態に係る遠心ポンプの要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the centrifugal pump which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る遠心ポンプによる作用を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the effect | action by the centrifugal pump which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る遠心ポンプの要部構成の一変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the principal part structure of the centrifugal pump which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る遠心ポンプの要部構成の一変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the principal part structure of the centrifugal pump which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る遠心ポンプの要部構成の一変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the principal part structure of the centrifugal pump which concerns on one Embodiment.

以下、本発明の一実施形態に係る遠心ポンプを、図面を参照しながら説明する。以下の説明では、遠心ポンプとして、例えば、汚水、廃水、または、河川水のように、夾雑物および汚物が混じった液体を移送するための水中ポンプを例示する。なお、本発明は、遠心ポンプ一般に広く適用可能であって、当該水中ポンプに限定されるものではない。   Hereinafter, a centrifugal pump according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, as an example of the centrifugal pump, a submersible pump for transferring a liquid in which impurities and filth are mixed, such as sewage, waste water, or river water, is exemplified. The present invention is widely applicable to centrifugal pumps in general and is not limited to the submersible pump.

図1は、一実施形態に係る遠心ポンプ1の断面図である。
図1に示す遠心ポンプ1は、ポンプ2と、ポンプ2の上部に取り付けられたモータ3と、ポンプ2とモータ3との間において上下に挿通される回転軸4と、を有する。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a centrifugal pump 1 according to an embodiment.
A centrifugal pump 1 shown in FIG. 1 includes a pump 2, a motor 3 attached to the upper part of the pump 2, and a rotating shaft 4 inserted vertically between the pump 2 and the motor 3.

以下、回転軸4の軸線ALが延びる方向を軸方向、軸線ALと直交する方向を径方向、軸線AL回りに周回する方向を周方向という。また、軸線ALに沿う回転軸4のポンプ2側を下側、回転軸4のモータ3側を上側として説明する。   Hereinafter, the direction in which the axis AL of the rotating shaft 4 extends is referred to as the axial direction, the direction orthogonal to the axis AL is referred to as the radial direction, and the direction of circling around the axis AL is referred to as the circumferential direction. Further, the description will be made assuming that the pump 2 side of the rotating shaft 4 along the axis AL is the lower side and the motor 3 side of the rotating shaft 4 is the upper side.

ポンプ2は、回転軸4に接続された羽根車10と、羽根車10を収容するポンプケーシング11と、を有する。羽根車10は、回転軸4の下端部に固定され、軸線ALを中心に回転する。ポンプケーシング11には、羽根車10を収容するポンプ室12と、ポンプ室12に連通する吸込口13及び吐出口14と、羽根車10と径方向で対向する対向部15と、が形成されている。   The pump 2 includes an impeller 10 connected to the rotating shaft 4 and a pump casing 11 that houses the impeller 10. The impeller 10 is fixed to the lower end portion of the rotary shaft 4 and rotates around the axis line AL. The pump casing 11 is formed with a pump chamber 12 that houses the impeller 10, a suction port 13 and a discharge port 14 that communicate with the pump chamber 12, and a facing portion 15 that faces the impeller 10 in the radial direction. Yes.

吸込口13は、ポンプケーシング11の下部に軸線ALと同軸で形成されている。ポンプ室12は、吸込口13を中心にスクロール状に形成されている。吐出口14は、スクロール状のポンプ室12の外周部に連通するように形成されている。対向部15は、ポンプケーシング11の上部に軸線ALと同軸で、羽根車10の外径よりも僅かに大きく形成されている。   The suction port 13 is formed coaxially with the axis AL at the lower part of the pump casing 11. The pump chamber 12 is formed in a scroll shape around the suction port 13. The discharge port 14 is formed so as to communicate with the outer peripheral portion of the scroll-shaped pump chamber 12. The facing portion 15 is formed on the upper portion of the pump casing 11 so as to be coaxial with the axis AL and slightly larger than the outer diameter of the impeller 10.

羽根車10の外周部103は、ポンプケーシング11の対向部15と径方向において隙間をあけて対向している。外周部103は、羽根車10のシュラウド101の外径側周縁部によって形成されている。シュラウド101には、羽根車10の表面10a側(吸込口13側)に複数のブレード102が設けられている。   The outer peripheral portion 103 of the impeller 10 faces the facing portion 15 of the pump casing 11 with a gap in the radial direction. The outer peripheral part 103 is formed by the outer peripheral side peripheral part of the shroud 101 of the impeller 10. The shroud 101 is provided with a plurality of blades 102 on the surface 10a side (suction port 13 side) of the impeller 10.

ポンプケーシング11の上部には、中間ケーシング20が取り付けられている。中間ケーシング20は、羽根車10の裏面10b側に配置されると共に、回転軸4が挿通される挿通孔21が形成されている。挿通孔21の上側の開口周縁部には、シール保持部22が形成されている。シール保持部22は、メカニカルシール23を保持している。   An intermediate casing 20 is attached to the upper portion of the pump casing 11. The intermediate casing 20 is disposed on the rear surface 10b side of the impeller 10 and has an insertion hole 21 through which the rotary shaft 4 is inserted. A seal holding portion 22 is formed at the opening peripheral edge on the upper side of the insertion hole 21. The seal holding part 22 holds a mechanical seal 23.

中間ケーシング20の上部には、下部軸受ブラケット40が取り付けられている。下部軸受ブラケット40には、回転軸4を軸支する下部軸受41が設けられている。また、下部軸受ブラケット40には、メカニカルシール23を保持するシール保持部42が形成されている。中間ケーシング20の側壁部には、不図示の注油栓が設けられており、メカニカルシール23が配置された空間Sに外部から潤滑油を供給できるようになっている。   A lower bearing bracket 40 is attached to the upper part of the intermediate casing 20. The lower bearing bracket 40 is provided with a lower bearing 41 that supports the rotating shaft 4. The lower bearing bracket 40 is formed with a seal holding portion 42 that holds the mechanical seal 23. An oil filling plug (not shown) is provided on the side wall portion of the intermediate casing 20 so that lubricating oil can be supplied from the outside to the space S in which the mechanical seal 23 is disposed.

空間Sは、有底筒状の中間ケーシング20と有頂筒状の下部軸受ブラケット40との間に形成されている。メカニカルシール23は、ダブル型であり、ポンプケーシング11側からメカニカルシール23側への液体の浸入を阻止すると共に、メカニカルシール23側から後述するステータ50及びロータ51側への潤滑油の漏出を阻止する。   The space S is formed between the bottomed cylindrical intermediate casing 20 and the top-bottomed cylindrical lower bearing bracket 40. The mechanical seal 23 is a double type, and prevents liquid from entering from the pump casing 11 side to the mechanical seal 23 side, and also prevents leakage of lubricating oil from the mechanical seal 23 side to the stator 50 and rotor 51 side described later. To do.

下部軸受ブラケット40には、円筒状のモータフレーム30が外嵌している。モータフレーム30は、軸線ALと同軸に配置され、挿通孔21を介してポンプケーシング11の外部(上方)に延びた回転軸4を囲っている。モータフレーム30には、ステータ50(ステータコア50a)が内嵌されている。   A cylindrical motor frame 30 is fitted on the lower bearing bracket 40. The motor frame 30 is disposed coaxially with the axis AL, and surrounds the rotating shaft 4 extending to the outside (upward) of the pump casing 11 via the insertion hole 21. A stator 50 (stator core 50a) is fitted into the motor frame 30.

ステータ50は、モータフレーム30の内周面に固定(例えば焼き嵌め)されたステータコア50aと、ステータコア50aに巻回されたステータコイル50bと、を有する。一方、回転軸4には、ロータ51が取り付けられている。ロータ51は、磁石などを有し、ステータコア50aと径方向において隙間をあけて対向している。   The stator 50 has a stator core 50a fixed (for example, shrink-fitted) to the inner peripheral surface of the motor frame 30, and a stator coil 50b wound around the stator core 50a. On the other hand, a rotor 51 is attached to the rotating shaft 4. The rotor 51 has a magnet or the like and faces the stator core 50a with a gap in the radial direction.

モータフレーム30の上端開口部は、上部軸受ブラケット60によって閉塞されている。上部軸受ブラケット60には、回転軸4を軸支する上部軸受61が設けられている。モータフレーム30の上部には、上部軸受ブラケット60を覆うように、モータカバー70が取り付けられている。モータカバー70には、水中ケーブル71が接続されており、内部には運転用コンデンサ72などが収容されている。   The upper end opening of the motor frame 30 is closed by the upper bearing bracket 60. The upper bearing bracket 60 is provided with an upper bearing 61 that supports the rotary shaft 4. A motor cover 70 is attached to the upper portion of the motor frame 30 so as to cover the upper bearing bracket 60. An underwater cable 71 is connected to the motor cover 70, and an operation capacitor 72 and the like are accommodated therein.

モータカバー70の内部は、上部軸受ブラケット60に設けられた連通部62を介して、モータフレーム30の内部と連通している。モータフレーム30の内部に配置されたステータコイル50bから延びる図示しない口出線は、連通部62を介してモータカバー70の内部に引き出され、運転用コンデンサ72及び水中ケーブル71と電気的に接続されている。   The interior of the motor cover 70 communicates with the interior of the motor frame 30 via a communication portion 62 provided on the upper bearing bracket 60. A lead wire (not shown) extending from the stator coil 50 b disposed inside the motor frame 30 is drawn into the motor cover 70 through the communication portion 62 and is electrically connected to the operation capacitor 72 and the underwater cable 71. ing.

図2は、図1に示す矢視A−A図である。
図2に示すように、羽根車10の外周部103と、該外周部103と対向するポンプケーシング11の対向部15と、の間には、環状隙間AGが形成されている。この環状隙間AGを狭く形成することで、高揚程ポンプとしての揚液の高所或いは長距離移送機能を得ることができる。しかしながら、環状隙間AGを狭く形成すると、異物(細かい砂等)が噛み込み易くなる。
FIG. 2 is an arrow AA diagram shown in FIG.
As shown in FIG. 2, an annular gap AG is formed between the outer peripheral portion 103 of the impeller 10 and the opposing portion 15 of the pump casing 11 that faces the outer peripheral portion 103. By forming the annular gap AG narrow, it is possible to obtain a high-lift or long-distance transfer function of the pumped liquid as a high-lift pump. However, if the annular gap AG is narrowly formed, foreign matter (such as fine sand) can be easily caught.

また、部品精度の影響で、羽根車10の中心とポンプケーシング11の中心がずれ、羽根車10とポンプケーシング11との隙間寸法L1,L2が均等にならないものが発生する場合がある。例えば、羽根車10の中心が、軸線ALから図2において紙面右側にずれると、隙間寸法L1よりも隙間寸法L2の方が小さくなる。   Moreover, the center of the impeller 10 and the center of the pump casing 11 may be shifted due to the influence of component accuracy, and the gaps L1 and L2 between the impeller 10 and the pump casing 11 may not be uniform. For example, when the center of the impeller 10 deviates from the axis AL to the right side in FIG. 2, the gap dimension L2 becomes smaller than the gap dimension L1.

このような状態の場合、隙間寸法L2の部分では、環状隙間AGがクサビ状に狭くなるために、異物が噛み込み易くなる。また、反対側の隙間寸法L1の部分では、隙間寸法L2よりも広いために、異物が入り込み易く、入った異物が羽根車10の回転に伴って隙間寸法L2の方に移動し、噛み込んでしまう虞がある。
このような異物の噛み込みを抑制するため、遠心ポンプ1は、図3に示す構造を備えている。
In such a state, in the portion of the gap dimension L2, the annular gap AG becomes wedge-like narrow, so that foreign matter is easily caught. In addition, since the gap dimension L1 on the opposite side is wider than the gap dimension L2, the foreign matter is likely to enter, and the entered foreign substance moves toward the gap dimension L2 as the impeller 10 rotates and bites. There is a risk of it.
In order to suppress the biting of such foreign matter, the centrifugal pump 1 has a structure shown in FIG.

図3は、一実施形態に係る遠心ポンプ1の要部拡大断面図である。
図3に示すように、羽根車10の外周部103には、面取り部104が形成されている。面取り部104は、所謂C面取り加工によって形成された傾斜面であってもよく、羽根車10の外周部103の裏面10b側に形成されている。面取り部104の傾斜角は、羽根車10の裏面10bに対して略−45度であり、外周部103には、略135度の鈍角部θ1が形成されている。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the centrifugal pump 1 according to one embodiment.
As shown in FIG. 3, a chamfered portion 104 is formed on the outer peripheral portion 103 of the impeller 10. The chamfered portion 104 may be an inclined surface formed by so-called C chamfering, and is formed on the back surface 10 b side of the outer peripheral portion 103 of the impeller 10. The inclination angle of the chamfered portion 104 is approximately −45 degrees with respect to the back surface 10 b of the impeller 10, and the obtuse angle portion θ <b> 1 of approximately 135 degrees is formed on the outer peripheral portion 103.

一方、ポンプケーシング11の対向部15にも、面取り部151が形成されている。面取り部151も、所謂C面取り加工によって形成された傾斜面であってもよく、羽根車10の外周部103の表面10a側に形成されている。面取り部151の傾斜角は、面取り部104と同様に羽根車10の裏面10bに対して略−45度であり、対向部15には、略135度の鈍角部θ2が形成されている。なお、面取り部104,151と鈍角部θ1,θ2は、それぞれ同じ角度でなくてもよい。   On the other hand, a chamfered portion 151 is also formed in the facing portion 15 of the pump casing 11. The chamfered portion 151 may also be an inclined surface formed by so-called C chamfering, and is formed on the surface 10 a side of the outer peripheral portion 103 of the impeller 10. The angle of inclination of the chamfered portion 151 is approximately −45 degrees with respect to the back surface 10 b of the impeller 10 like the chamfered portion 104, and the obtuse angle portion θ <b> 2 of approximately 135 degrees is formed in the facing portion 15. The chamfered portions 104 and 151 and the obtuse angle portions θ1 and θ2 do not have to be the same angle.

羽根車10に形成された面取り部104は、外周部103の軸方向における上半分の領域(裏面10b側)に形成されている(なお、図3において符号Bで示す水平線は、外周部103の軸方向中間位置を通っている)。一方、ポンプケーシング11に形成された面取り部151は、対向部15の面取り部104の下端(水平線B)位置から下側の領域(表面10a側)に形成されている。   A chamfered portion 104 formed on the impeller 10 is formed in an upper half region (on the back surface 10b side) in the axial direction of the outer peripheral portion 103 (note that a horizontal line indicated by reference character B in FIG. Passing through the axial middle position). On the other hand, the chamfered portion 151 formed in the pump casing 11 is formed in a lower region (on the surface 10a side) from the lower end (horizontal line B) position of the chamfered portion 104 of the facing portion 15.

これら面取り部104,151によって形成される環状隙間AGは、羽根車10の軸方向における表面10a側から裏面10b側にかけて、羽根車10の径方向における隙間寸法が連続的に変化している。具体的には、環状隙間AGの隙間寸法は、羽根車10の軸方向における表面10a側から裏面10b側にかけて、L2−1→L2−2→L2−3のように連続的に減少後増加に転じている。   In the annular gap AG formed by the chamfered portions 104 and 151, the gap dimension in the radial direction of the impeller 10 continuously changes from the front surface 10 a side to the back surface 10 b side in the axial direction of the impeller 10. Specifically, the clearance dimension of the annular clearance AG increases continuously after decreasing from the front surface 10a side to the back surface 10b side in the axial direction of the impeller 10 as L2-1 → L2-2 → L2-3. It turns.

隙間寸法L2−1は、面取り部151の下端位置における隙間寸法である。また、隙間寸法L2−2は、面取り部151の上端位置(面取り部104の下端位置)における隙間寸法である。そして、隙間寸法L2−3は、面取り部104の上端位置における隙間寸法である。環状隙間AGの隙間寸法は、表面10a側から裏面10b側にかけて、L2−1からL2−2に徐々に小さくなり、L2−2からL2−3に徐々に大きくなっている。   The gap dimension L2-1 is a gap dimension at the lower end position of the chamfer 151. The gap dimension L2-2 is a gap dimension at the upper end position of the chamfered portion 151 (lower end position of the chamfered portion 104). The gap dimension L2-3 is a gap dimension at the upper end position of the chamfered portion 104. The gap dimension of the annular gap AG gradually decreases from L2-1 to L2-2 and gradually increases from L2-2 to L2-3 from the front surface 10a side to the back surface 10b side.

続いて、上記構成の遠心ポンプ1による作用について、図4を参照して説明する。
図4は、一実施形態に係る遠心ポンプ1による作用を説明する説明図である。図4(a)は、上述した面取り部104,151を備える遠心ポンプ1の要部拡大断面を示し、図4(b)は、比較例として面取り部104,151を備えない遠心ポンプ1´の要部拡大断面を示す。
Next, the operation of the centrifugal pump 1 having the above configuration will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the operation of the centrifugal pump 1 according to the embodiment. FIG. 4A shows an enlarged cross-sectional view of a main part of the centrifugal pump 1 including the chamfered portions 104 and 151 described above, and FIG. 4B shows a centrifugal pump 1 ′ that does not include the chamfered portions 104 and 151 as a comparative example. The principal part expanded cross section is shown.

図4(b)に示すように、上述した面取り部104,151を備えない遠心ポンプ1´では、羽根車10の外周部103と、該外周部103と対向するポンプケーシング11の対向部15と、の間に、羽根車10の軸方向における表面10a側から裏面10b側にかけて、隙間寸法L2の平行な環状隙間AGが形成される。このような環状隙間AGでは、上述したようにクサビ状に異物Xが噛み込んだ場合、異物Xが自然に外れることはなく、遠心ポンプ1の分解が必要になる。   As shown in FIG. 4B, in the centrifugal pump 1 ′ not provided with the chamfered portions 104 and 151 described above, the outer peripheral portion 103 of the impeller 10, and the opposing portion 15 of the pump casing 11 that faces the outer peripheral portion 103, , A parallel annular gap AG having a gap dimension L2 is formed from the front surface 10a side to the back surface 10b side in the axial direction of the impeller 10. In such an annular gap AG, as described above, when the foreign matter X bites in a wedge shape, the foreign matter X does not come off naturally, and the centrifugal pump 1 needs to be disassembled.

一方で、図4(a)に示すように、面取り部104,151を備える遠心ポンプ1では、羽根車10の外周部103と、該外周部103と対向するポンプケーシング11の対向部15と、の間に、羽根車10の軸方向における表面10a側から裏面10b側にかけて、羽根車10の径方向における隙間寸法が連続的に変化した環状隙間AGが形成される。このような環状隙間AGでは、図4(b)に示すような平行な部分が無くなるため、異物Xが噛み込み難くなる。また、このような環状隙間AGは、羽根車10の表面10a側及び裏面10b側に向かって徐々に広がっているので、表面10a側または裏面10b側に異物Xを吐き出し易くなる。   On the other hand, as shown in FIG. 4A, in the centrifugal pump 1 including the chamfered portions 104 and 151, the outer peripheral portion 103 of the impeller 10, the opposing portion 15 of the pump casing 11 facing the outer peripheral portion 103, In the meantime, an annular gap AG in which the gap dimension in the radial direction of the impeller 10 continuously changes is formed from the front surface 10 a side to the back surface 10 b side in the axial direction of the impeller 10. In such an annular gap AG, there is no parallel part as shown in FIG. 4B, so that the foreign matter X is difficult to bite. Further, since such an annular gap AG gradually spreads toward the front surface 10a side and the rear surface 10b side of the impeller 10, the foreign matter X is easily discharged to the front surface 10a side or the rear surface 10b side.

また、面取り部104は、羽根車10の外周部103の裏面10b側に形成されているため、羽根車10の裏面10b側に入ってきた異物Xの噛み込みを抑制できる。また、面取り部104が形成された羽根車10の外周部103には、鈍角部θ1が形成されるため、例えば、羽根車10の裏面10bから表面10aにかけて面取り部104を形成し、外周部103に鋭角部が形成される場合よりも強度が上がり、羽根車10の外周部103における角落ちや削れ等を抑制できるため、環状隙間AGを狭めることができ、高揚程ポンプとしての揚液の高所或いは長距離移送機能を損うことはなくなる。   Further, since the chamfered portion 104 is formed on the back surface 10b side of the outer peripheral portion 103 of the impeller 10, it is possible to suppress the biting of the foreign matter X that has entered the back surface 10b side of the impeller 10. Further, since the obtuse angle portion θ1 is formed on the outer peripheral portion 103 of the impeller 10 in which the chamfered portion 104 is formed, for example, the chamfered portion 104 is formed from the rear surface 10b to the front surface 10a of the impeller 10 and the outer peripheral portion 103 is formed. Since the strength is higher than the case where an acute angle portion is formed on the outer peripheral portion of the impeller 10 and the corner drop or scraping at the outer peripheral portion 103 of the impeller 10 can be suppressed, the annular gap AG can be narrowed, and the height of the pumped liquid as a high head pump Alternatively, the long distance transfer function is not impaired.

また、面取り部151は、ポンプケーシング11の対向部15の表面10a側に形成されているため、羽根車10の表面10a側(吸込口13側)における異物Xの噛み込みを抑制できる。また、面取り部151が形成されたポンプケーシング11の対向部15には、鈍角部θ2が形成されるため、同様に、対向部15における角落ちや削れ等を抑制できる。   Further, since the chamfered portion 151 is formed on the surface 10a side of the facing portion 15 of the pump casing 11, the chamfering of the foreign matter X on the surface 10a side (the suction port 13 side) of the impeller 10 can be suppressed. In addition, since the obtuse angle portion θ2 is formed in the facing portion 15 of the pump casing 11 in which the chamfered portion 151 is formed, similarly, a corner drop or scraping in the facing portion 15 can be suppressed.

このように、上述の本実施形態によれば、所定軸回りに回転する羽根車10と、羽根車10を収容するポンプケーシング11と、を有する遠心ポンプ1であって、羽根車10の外周部103と、該外周部103と対向するポンプケーシング11の対向部15と、の間に、環状隙間AGが形成され、環状隙間AGは、羽根車10の軸方向における表面10a側から裏面10b側にかけて、羽根車10の径方向における隙間寸法が連続的に減少後増加している、という構成を採用することによって、高揚程ポンプとしての揚液の高所或いは長距離移送機能を損うことなく、異物Xの噛み込みを抑制することができる。   Thus, according to the above-described embodiment, the centrifugal pump 1 includes the impeller 10 that rotates around the predetermined axis and the pump casing 11 that houses the impeller 10, and the outer peripheral portion of the impeller 10. An annular gap AG is formed between the outer peripheral portion 103 and the facing portion 15 of the pump casing 11 facing the outer peripheral portion 103, and the annular gap AG extends from the front surface 10 a side to the rear surface 10 b side in the axial direction of the impeller 10. By adopting a configuration in which the gap size in the radial direction of the impeller 10 is continuously reduced and then increased, without impairing the height or long-distance transfer function of the liquid as a high head pump, Biting of the foreign matter X can be suppressed.

以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。   Although preferred embodiments of the present invention have been described and described above, it should be understood that these are exemplary of the present invention and should not be considered as limiting. Additions, omissions, substitutions, and other changes can be made without departing from the scope of the invention. Accordingly, the invention is not to be seen as limited by the foregoing description, but is limited by the scope of the claims.

例えば、本発明は、環状隙間AGに平行な部分がなくなればよいため、図5〜図7に示すような変形例を採用し得る。なお、以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。   For example, in the present invention, it is only necessary to eliminate a portion parallel to the annular gap AG. Therefore, the modification examples shown in FIGS. In the following description, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.

例えば、図5に示す遠心ポンプ1Aのように、所謂R面取り加工によって形成された曲面状の面取り部104A,151Aを備えてもよい。なお、この場合にも、外周部103及び対向部15に、上述した鈍角部θ1,θ2が形成されているとみなすことができる。すなわち、面取り部104Aを形成すると、面取り部104の曲面は、図5に示す断面視において、裏面10bと外周部103とに交わる。裏面10bとの交点を交点P1、外周部103との交点を交点P2とし、交点P1と交点P2とを直線で結ぶと、当該直線と外周部103とが鈍角(θ1)で交わる。この鈍角で交わる部分は、上述した鈍角部θ1相当の作用効果を奏するため、鈍角部θ1とみなすことができる。すなわち、R面取り加工であっても、C面取り加工に見たてて、C面取り加工と同様の鈍角部θ1が形成されているとみなすことができ、これにより鈍角部θ1と同様の作用効果を得ることができる。なお、対向部15側でも同様に交点P3,P4を定義することで鈍角部θ2が形成されているとみなすことができる。   For example, like the centrifugal pump 1A shown in FIG. 5, curved chamfered portions 104A and 151A formed by so-called R chamfering may be provided. In this case as well, it can be considered that the obtuse angle portions θ1 and θ2 described above are formed in the outer peripheral portion 103 and the facing portion 15. That is, when the chamfered portion 104A is formed, the curved surface of the chamfered portion 104 intersects the back surface 10b and the outer peripheral portion 103 in the cross-sectional view shown in FIG. When the intersection point with the back surface 10b is the intersection point P1, the intersection point with the outer peripheral portion 103 is the intersection point P2, and the intersection point P1 and the intersection point P2 are connected by a straight line, the straight line and the outer peripheral portion 103 intersect at an obtuse angle (θ1). The portion that intersects at this obtuse angle exhibits the effect equivalent to the obtuse angle portion θ1 described above, and can therefore be regarded as the obtuse angle portion θ1. That is, even if it is R chamfering, it can be considered that the obtuse angle part θ1 similar to C chamfering is formed in the C chamfering process. Can be obtained. In addition, it can be considered that the obtuse angle part θ2 is formed by defining the intersection points P3 and P4 in the same manner on the facing part 15 side.

また、例えば、図6(a)に示す遠心ポンプ1Bのように、羽根車10の外周部103のみに、面取り部104B1,104B2を備えてもよい。なお、面取り部104B1,104B2は、図5と同様に、R面取り加工によって曲面状に形成されていてもよい。   Further, for example, chamfered portions 104B1 and 104B2 may be provided only on the outer peripheral portion 103 of the impeller 10 as in the centrifugal pump 1B illustrated in FIG. Note that the chamfered portions 104B1 and 104B2 may be formed in a curved shape by R chamfering as in FIG.

また、例えば、図6(b)に示す遠心ポンプ1Cのように、ポンプケーシング11の対向部15のみに、面取り部151C1,151C2を備えてもよい。なお、面取り部151C1,151C2も、図5と同様に、R面取り加工によって曲面状に形成されていてもよい。   Further, for example, as in the centrifugal pump 1C shown in FIG. 6B, only the facing portion 15 of the pump casing 11 may be provided with chamfered portions 151C1 and 151C2. Note that the chamfered portions 151C1 and 151C2 may also be formed in a curved shape by R chamfering as in FIG.

また、例えば、図7に示す遠心ポンプ1Dのように、羽根車10の外周部103のみに、面取り部104Dを備えてもよい。なお、面取り部104Dも、図5と同様に、R面取り加工によって曲面状に形成されていてもよい。この場合、環状隙間AGの隙間寸法は、羽根車10の表面10a側から裏面10b側にかけて連続的に減少する。
また、面取り部104Dを裏面10b側に形成(逆傾斜に)して、環状隙間AGの隙間寸法を、羽根車10の表面10a側から裏面10b側にかけて連続的に増加させてもよい。
Further, for example, a chamfered portion 104D may be provided only on the outer peripheral portion 103 of the impeller 10 as in the centrifugal pump 1D shown in FIG. Note that the chamfered portion 104D may also be formed into a curved surface by R chamfering as in FIG. In this case, the gap dimension of the annular gap AG continuously decreases from the front surface 10a side to the back surface 10b side of the impeller 10.
Further, the chamfered portion 104D may be formed on the back surface 10b side (in a reverse inclination), and the gap size of the annular gap AG may be continuously increased from the front surface 10a side to the back surface 10b side of the impeller 10.

1…遠心ポンプ、10…羽根車、10a…表面、10b…裏面、11…ポンプケーシング、15…対向部、103…外周部、104…面取り部、151…面取り部、AG…環状隙間、AL…軸線、B…水平線、L1…隙間寸法、L2…隙間寸法、L2−1…隙間寸法、L2−2…隙間寸法、L2−3…隙間寸法、X…異物、θ1…鈍角部、θ2…鈍角部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Centrifugal pump, 10 ... Impeller, 10a ... Front surface, 10b ... Back surface, 11 ... Pump casing, 15 ... Opposite part, 103 ... Outer peripheral part, 104 ... Chamfered part, 151 ... Chamfered part, AG ... Annular gap, AL ... Axis, B ... Horizontal line, L1 ... Gap size, L2 ... Gap size, L2-1 ... Gap size, L2-2 ... Gap size, L2-3 ... Gap size, X ... Foreign matter, θ1 ... Oblique angle part, θ2 ... Oblique angle part

Claims (6)

所定軸回りに回転する羽根車と、前記羽根車を収容するポンプケーシングと、を有する遠心ポンプであって、
前記羽根車の外周部と、該外周部と対向する前記ポンプケーシングの対向部と、の間に、環状隙間が形成され、
前記環状隙間は、前記羽根車の軸方向における表面側から裏面側にかけて、前記羽根車の径方向における隙間寸法が連続的に減少、増加、または、減少後増加している、ことを特徴とする遠心ポンプ。
A centrifugal pump having an impeller that rotates about a predetermined axis, and a pump casing that houses the impeller,
An annular gap is formed between the outer peripheral portion of the impeller and the opposing portion of the pump casing that faces the outer peripheral portion,
The annular gap is characterized in that the gap dimension in the radial direction of the impeller continuously decreases, increases, or increases after decreasing from the front side to the back side in the axial direction of the impeller. Centrifugal pump.
前記羽根車の外周部及び前記ポンプケーシングの対向部の少なくともいずれか一方側に、前記環状隙間を形成する面取り部が形成されている、ことを特徴とする請求項1に記載の遠心ポンプ。   2. The centrifugal pump according to claim 1, wherein a chamfered portion that forms the annular gap is formed on at least one of an outer peripheral portion of the impeller and a facing portion of the pump casing. 前記面取り部は、前記羽根車の外周部の前記表面側及び前記裏面側の少なくともいずれか一方側に形成されている、ことを特徴とする請求項2に記載の遠心ポンプ。   The centrifugal pump according to claim 2, wherein the chamfered portion is formed on at least one of the front surface side and the back surface side of the outer peripheral portion of the impeller. 前記面取り部は、前記ポンプケーシングの対向部の前記表面側及び前記裏面側の少なくともいずれか一方側に形成されている、ことを特徴とする請求項2または3に記載の遠心ポンプ。   4. The centrifugal pump according to claim 2, wherein the chamfered portion is formed on at least one of the front surface side and the back surface side of the facing portion of the pump casing. 前記面取り部は、前記羽根車の外周部の前記表面側及び前記裏面側のいずれか一方側と、前記ポンプケーシングの対向部の前記表面側及び前記裏面側のうち前記一方側と異なる他方側に形成されている、ことを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載の遠心ポンプ。   The chamfered portion is on one side of the outer peripheral portion of the impeller, either the front surface side or the back surface side, and on the other side different from the one side among the front surface side and the back surface side of the opposed portion of the pump casing. It forms, The centrifugal pump as described in any one of Claims 2-4 characterized by the above-mentioned. 前記面取り部が形成された前記羽根車の外周部及び前記ポンプケーシングの対向部には、鈍角部が形成されている、ことを特徴とする請求項5に記載の遠心ポンプ。   6. The centrifugal pump according to claim 5, wherein an obtuse angle portion is formed at an outer peripheral portion of the impeller in which the chamfered portion is formed and an opposing portion of the pump casing.
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